Category: энергетика

Category was added automatically. Read all entries about "энергетика".

эльф

Если бы Око Саурона было лампочкой.

Эмиль Йоханссон с сайта LOTRproject провел анализ: сколько бы потребовалось электроэнергии, если бы Око Саурона, показанное в фильме, было бы лампочкой накаливания



В фильме в одной очень красивой сцене Фродо и Сэм стоят на обрыве, на переднем плане. Вдалеке виднеется Барад-Дур, а на его вершине – Око Саурона. Око взирает на Фродо и освещает всю сцену, которая благодаря его свечению выглядит весьма похоже на закат.

Чтобы вычислить мощность лампы, нужно знать расстояние от нее до наблюдателя. Расстояние можно вычислить по формуле:

d = ( фокусное расстояние (мм) * высота башни (мм) * высота изображения (пкс) ) / ( высота объекта (пкс) * высота кинокадра (мм) )

Высота изображения – 570 пикселей, высота башни – 322 пикселя. В фильме высота Барад-дура — 1500 м / 5000 футов (1). Если предположить, что сцена была снята на кинопленку Super35 mm, то высота кадра – 14мм (2). Также предположим, что фильм снимался на 50мм-объектив. Это дает нам расстояние до основы башни в 9483 метра. По теореме Пифагора расстояние от Фродо и Сэма до Ока Саурона – 9601 м.

Давайте предположим, что вечернее освещение равно примерно 0,5 Вт/м² (3). Очень вероятно, что Око Саурона излучает одно и то же количество света во всех направлениях. Прожекторный эффект Ока, скорее всего, создается с помощью конструкции, удерживающей Око на вершине башни. Если это так, то можно вычислить полную мощность Ока, умножив площадь шара радиусом 9601 м на 0,5 Вт/м².

A = 4*π*96012 = 1158 358 002 м2
P = 1158 358 002 м2 * 0,5 Вт/м2 = 579 179 001 Вт

Это значит, что такая лампа отдавала бы 579,2 МВт (мегаватт) света, вполне приличная мощность!

Можно предположить, что речь идет о лампе накаливания. Саурон, скорее всего, не заморачивался охраной окружающей среды и экономией электроэнергии, и вряд ли думал о светодиодах или флуоресцентных лампах. Коэффициент полезного действия (КПД) лампы накаливания – около 5%, что означает, что мощность лампы должна быть:

P = 579 179 001 Вт / 0,05 = 11 583 580 020 Вт

То есть, полная мощность лампы Саурона – 11,584 ГВт (гигаватт)!

Конечно, чтобы обеспечивать такую лампу током, требуется источник энергии. В Мордоре это, скорее всего, паровая машина на угольном топливе. У старой паровой машины, которая с наибольшей вероятностью используется в Мордоре, тепловой КПД – от 5 до 8%. Кроме того, требуется генератор, его КПД — около 90%. Для вычислений мы берем среднюю величину 6,5%.

P = 11 583 580 020 Вт / (0,065*0,90) = 198 009 914 872 Вт

Это значит, что на вход должно поступать 198 ГВт; потребление энергии же – 198 ГВтч (гигаватт-часов) или 4,752 ТВтч/день (тераватт-часов в день)

Сколько же это в угле? Энергетическая плотность угля – от 24 до 35 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм) (4). Если взять среднюю цифру, скажем, 30 МДж/кг, то черного угла потребуется 6600,3 кг/с, или же 23 761 тонны в час. При плотности 833 кг/м³ (4) объем черного угля составит 28 524 м³ в час, что соответствует кубу с длиной сторон 30,55 м.

Если сравнить это с самой большой ядерной электростанцией в мире, ядерной электростанцией Кавасаки-Карива в Японии, то весь ток, который она генерирует, покрыл бы только 71% энергопотребления Ока Саурона.

Во время правления Саурона в Мордоре в Третьей Эпохе с 2951 Т.Э. до 3019 Т.Э., всего было потрачено 117944,64 ТВтч (тераватт-часов) на обеспечение Ока энергией. Это – 89% всемирного потребления энергии за целый год.

This entry was originally posted at http://dvinetz.dreamwidth.org/508540.html. Please comment there using OpenID.